前一段時間，煤變石油在國內(nèi)被炒得沸沸揚揚，旋即歸于沉寂。沸沸揚揚反映了人們對其技術內(nèi)涵并不很熟悉，沉寂則反映出人們對其價值的不了解，擔心水變油的誤導事件在神州大地重演。然而，這回可的的確確是真的，這不僅因為我國已掌握了世界最先進的煤炭液化技術，而且煤變石油真的離我們并不遙遠。
石油是一種重要的戰(zhàn)略物質(zhì)，有了它，船艦可以乘風破浪，汽車可以翻山越嶺，飛機可以穿云透霧……然而，近年來國際石油價格飛漲，供需差距越來越大。以我國為例，石油年消費量約為2.5億噸，生產(chǎn)能力僅約15億噸，預計2005年和2015年消費量將超過2.6億噸和3.1億噸，尤其若干年后石油開采枯竭的時候，這些動力和交通工具又該靠什么來運行呢？不必擔心，聰慧的科學家們早已為我們設計了一個煤變石油的方案。
許多勘探資料都表明，全世界煤的可開采資源是巨大的，其能量值相當于石油資源的10倍。煤和石油的形態(tài)、形成歷史、地質(zhì)條件雖然不同，但是它們的化學組成卻大同小異。煤中約含碳80%～85%，含氫4%～5%，平均分子量在2000以上。石油含碳85%，含氫13%，平均分子量在600以內(nèi)。從組成上看，它們的主要差異是含氫量和分子量的不同，因此，只要人為地改變壓力和溫度，設法使煤中的氫含量不斷提高，就可以使煤的結構發(fā)行變異，由大分子變成小分子。當其碳氫比降低到和石油相近時，則煤就可以液化成汽油、柴油、液化石油氣、噴氣燃料等石油產(chǎn)品了。同時還可以開發(fā)出附加值很高的上百種產(chǎn)品，如乙烯、丙烯、蠟、醇、酮、化肥等，綜合經(jīng)濟效益十分可觀。
國際上經(jīng)典的煤變石油工藝是把褐煤或年輕煙煤粉與過量的重油調(diào)成糊狀(稱為煤糊)，加入一種能防止硫?qū)Υ呋瘎┲卸镜奶厥獯呋瘎诟邏焊锛訅旱?0266～70931千帕并加熱到380～500攝氏度的溫度，在隔絕空氣的條件下通入氫氣，使氫氣不斷進入煤大分子結構的內(nèi)部，從而使煤的高聚合環(huán)狀結構逐步分解破壞，生成一系列芳香烴類的液體燃料和烷烴類的氣體燃料。一般約有60%的煤能轉化成液化燃料，30%轉化成為氣體燃料。具體來說，煤變石油的工藝可分為“直接液化”和“間接液化”兩種，從世界范圍來看，無論哪一類液化技術，都有成熟的范例。
“直接液化”是對煤進行高壓加氫直接轉化成液體產(chǎn)品。早在第二次世界大戰(zhàn)之前，納粹德國就注意到了煤和石油的相似性，從戰(zhàn)略需要出發(fā)，于1927年下令建立了世界上第一個煤炭直接液化廠，年產(chǎn)量達10萬噸，到1944年達到423萬噸，用來開動飛機和坦克。一些當時的生產(chǎn)技術，今天還在澳大利亞、德國、巴基斯坦和南非等地應用。
“間接液化”是煤先氣化，生產(chǎn)原料氣，經(jīng)凈化后再行改質(zhì)反應，調(diào)整氫氣與一氧化碳的比例。此項技術主要源于南非，技術已非常成熟，煤變石油成本已低于國際油價，但技術一直嚴格保密。20世紀50年代，南非為了克服進口石油困難，成立了南非薩索爾公司，主要生產(chǎn)汽油、柴油、乙烯、醇等120多種產(chǎn)品，總產(chǎn)量達到700多萬噸。目前，這家公司的3個液化廠，年耗煤4590萬噸，年產(chǎn)合成油品1000萬噸。該公司累計投資70億美元，現(xiàn)在早已回收了全部設備投資。此外，俄羅斯、美國、日本等國也相繼陸續(xù)完成了日處理150～600噸煤的大型工業(yè)試驗，并進行了工業(yè)化生產(chǎn)的設計。
我國的煤炭科學總院對煤變石油的研究已進行了20多年，培養(yǎng)了一支專門從事直接液化技術研究的科研隊伍，建成了具有先進水平的加氫液化、油品加工和分析檢驗實驗室，對幾十種煤樣進行了試驗和評價，篩選了國內(nèi)十幾種適宜液化的煤種，有良好的技術基礎。1997年，中國科學院山西煤炭化學研究所進行的煤基合成汽油年產(chǎn)2000噸的工業(yè)試驗獲得階段性成果，并通過了中科院的技術鑒定，為萬噸級的工業(yè)化生產(chǎn)奠定了基礎。其技術上也取得了突破：在催化劑的作用下，可用4～5噸煤，經(jīng)過一系列工藝流程生產(chǎn)出1噸汽油或柴油。
自1997年至今，經(jīng)過中德、中美、中日政府間的科技合作，進行了我國煤炭直接液化示范廠的可行性研究，結果表明，在陜西的神府煤田、內(nèi)蒙古的東勝煤田、云南的先鋒煤田，由于煤炭價格低廉，設備大部分可以國產(chǎn)化，從而可使煤液化油成本大大降低，一桶柴油產(chǎn)品的成本只有15～17美元，遠低于歐佩克規(guī)定的每桶22～28美元的價格帶。另一方面，以我們已經(jīng)掌握的催化劑技術，間接液化合成部分的成本可以降低為原來的六分之一。這就是說，在煤礦坑口建廠，不要中間環(huán)節(jié)，如果合成油規(guī)模達到百萬噸級，按目前市場價，噸油成本將控制在2000元左右，具有很強的市場競爭力。令人欣喜的是，國家發(fā)改委已批準在陜西神府煤田和云南先鋒煤田興建兩個煤液化項目，總投資約200億元，年產(chǎn)油200萬噸。國務院也已正式批準神華集團(位于神府煤田)關于煤炭液化的項目建議書，允許其轉入可行性研究階段，并將投資追加到250億元。神華集團也已與掌握煤炭液化關鍵技術的美國HTI公司簽訂了技術轉讓意向性協(xié)議，已開始初步設計工作。該項目建成后，年產(chǎn)油250萬噸，每年可創(chuàng)稅收25億元，年實現(xiàn)利潤25億元，對降低石油危機風險有十分重大的意義。
